专利名称：Led平面光源的制作方法
LED平面光源
技术领域：
本发明涉及一种LED平面光源。背景技术：
LED光源具有功耗低，使用寿命长的特点。目前，大功率的白光LED的光效已达 1001m/W，稳定的产品的光效也有901m/W，但是LED点光源具有光照不均、视觉适应性差的特点。故需要在LED光源上增加二次光学设计甚至多次光学设计的平面光源装置以增加解决上述缺点。目前常用的方法为在LED阵列上覆盖导光板或漫反射的透明材料等，但这些方法会导致光的利用率下降。
发明内容基于此，有必要提供一种能既能克服光照不均、又能提高光的利用率的LED平面光源。一种LED平面光源，包括散热基板、导光装置、LED发光体、荧光粉，所述散热基板为中空的块状，在所述散热基板的中空部分设有外壁形状与所述散热基板的内侧壁适配的导光装置，所述LED发光体设置在所述散热基板的内侧壁，所述荧光粉被涂敷所述导光装置表面或分散在所述导光装置内部。在优选的实施例中，还包括呈中空板状的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部由所述散热基板的两端向轴心方向径向延伸形成，所述导光装置置于所述第一支撑部和第二支撑部之间。在优选的实施例中，所述散热基板的外壁轴向设有向外径向延伸的鳍片组。在优选的实施例中，所述散热基板的材料为热的良导体。在优选的实施例中，所述导光装置侧面涂敷光的反射膜，并径向开设与LED发光体的大小相适应的灯槽以容置LED发光体。在优选的实施例中，所述LED发光体发出的光的波长小于所述荧光粉发出的光的波长。在优选的实施例中，所述LED发光体发出的光的波长在490nm以下。在优选的实施例中，所述LED发光体为蓝光发光体或紫光发光体。在优选的实施例中，所述荧光粉发出的光与LED发光体发出的光能复合成白光。在优选的实施例中，所述荧光粉可以是单种荧光粉，也可以是两种或两种以上单种荧光粉的混合物。上述LED平面光源通过采用LED发光体发出的光线激发导光装置表面涂敷荧光粉或内部分散设有的荧光粉发光的模式，替代了原来点光源发光的模式，提高了光源的均勻性，具有良好的视觉适应性，同时LED发光体设置于热基板的内侧壁，LED发光体发出的光线通过导光装置时激发荧光粉发光，复合光线通过第一出光面和第二出光面同时出射，减少了光的损耗，提高了光源的出光率。
图1为一实施例的LED平面光源原理图；图2为荧光粉涂敷方式实施例一的侧视图；图3为荧光粉涂敷方式实施例二的侧视图；图4为荧光粉涂敷方式实施例三的侧视图；图5为荧光粉涂敷方式实施例四的侧视图。
具体实施方式
如图1所示，LED平面光源包括散热基板100、导光装置200、荧光粉300、LED发光体400。散热基板100构成收纳导光装置200的腔体。导光装置200置于散热基板100 内。LED发光体400的置于导光装置200中。荧光粉300通过透明胶水涂敷固定于导光装置200表面或分散在导光装置200内部。散热基板100为中空的块状，外壁轴向设有鳍片组120。鳍片组120包含多片鳍片，从散热基板100的外壁向外径向延伸而成。鳍片组120的设计能够加大散热基板100 的表面积，提高热交换效率。散热基板100的材料优选热的良导体如铝、铜、铁、合金和陶瓷寸。如图2所示，散热基板100的两端，径向向中心方向延伸一定长度，形成第一支撑板140和第二支撑板160，以固定整个结构。第二支撑板140可以与散热基板100成一体， 也可以互相分离。导光装置200轴向设置在第一支撑板140和第二支撑板160之间。在优选的实施例中，径向延伸的长度以遮盖LED发光体400为宜。第一支撑板140和第二支撑板160的材料可以为塑料、金属、也可以为其他硬质的材料。第一支撑板140和第二支撑板 160的材料可以为相同的材料，也可以为不同的材料。导光装置200，呈透明块状，设置于散热基板100的中空处，其外侧壁的形状与散热基板100内侧壁的形状适配。如图2所示，导光装置200的上下端面分别为第一出光面 220和第二出光面M0。第一出光面220与第二出光面240之间互相平行且光滑，其形状可以为圆形、方形或其它不规则的形状。导光装置200的侧壁先经过毛处理或光滑处理，然后镀有可见光的反射膜，导光装置200的侧壁径向开设可容纳LED发光体的灯槽沈0，其大小与设置在散热基板100内壁的LED发光体400适配，LED发光体400发光面面向灯槽沈0。 LED发光体400发出的光线向四面八方传播，大部分的光线直接通过导光装置200的第一出光面220、第二出光面MO向外传播，小部分光线向导光装置200的侧面传播。当没有反射膜时，这部分的光线将被散热基板100所吸收，当设置了反射膜后，这部分光线经反射膜的反射后调整光的传播路径，从第一出光面220或第二出光面240向外传播，提高了光的出射率。导光装置200的材料可以为聚碳酸酯(PMMA，又称亚克力或有机玻璃)、聚碳酸酯(PC)、 玻璃或其他无色透明材料。LED发光体400可为LED发光芯片或已封装成型的LED灯。LED灯的封装形式可以为引脚式，也可以为贴片式。LED发光体400按发光面面向导光装置200的方式卡设在导光装置的灯槽260中，非发光面(又称底面)与散热基板100相连。荧光粉300通过透明胶水涂敷固定于导光装置200表面或分散在导光装置200内部。LED发光体400所发出的光线在透过导光装置200向外传播时，一部分用于被荧光粉 300吸收激发荧光粉300发光，剩下的部分用于与荧光粉300所发出的光线复合，产生混合光。根据波长与频率、能量的关系可知，LED发光体400发出的光线的波长需比荧光粉受激发出的光线的波长短，才有足够的能量激发荧光粉发光。按照光的波长从小到大排序，紫光 <蓝光<青光<绿光<黄光<橙光<红光。在优选的实施例中，LED发光体400发出的光的波长在490nm以下，优选地，蓝光LED，其发出的光的波长在420 490nm之间；紫光LED， 其发出的光的波长在220 420nm之间。荧光粉300涂敷在导光装置200表面或分散在导光装置200内部。由于荧光粉300 为连续分布的颗粒，所以荧光粉300除了受激发出光线外，还可以作为光线的散射点，促使光线均勻分布。荧光粉300涂敷的方式有丝网印刷、喷涂、沉降或其他的方式。透明胶水用于将涂敷在导光装置200表面的荧光粉300固定在导光装置200表面，其材料可以是502 胶水、硅胶、环氧树脂或其它透明的胶水。当采用荧光粉300分散在导光装置200内部方式时，荧光粉300在导光装置200未成型时便与其原材料进行混合、搅拌。成型后，导光装置 200中均勻分布有荧光粉300，不需另外通过透明胶水进行固定。下面将对荧光粉的几种涂敷方式进行描述在实施例一中，如图2所示，导光装置200为一块透明的整体，荧光粉涂敷在导光装置200的第一出光面上；在实施例二中，如图3所示，两个导光装置通过出光面与出光面相接的方式相连，荧光粉300涂敷在相接的两个出光面之一上；在实施例三中，如图 4所示，导光装置200为一块透明的整体，荧光粉300同时涂敷在导光装置的第一、二出光面 220,240上；在实施例四中，如图5所示，导光装置200表面并不涂敷任何荧光粉300，荧光粉300在导光装置200未成型时便与其原材料进行混合、搅拌。成型后，导光装置200中均勻分布有荧光粉300。不同的LED发光体400与不同的荧光粉300组合，理论上可得到任何一种颜色的光。在一实施例中，LED发光体400激发荧光粉300复合产生白光，如蓝光LED可以激发黄色荧光粉，复合出白光；蓝光LED可以激发红色、绿色荧光粉的混合物，复合出白光；紫光 LED可以激发红色、绿色、蓝色荧光粉的混合物，复合出白光。黄色荧光粉的材料可为掺铈的钇铝石榴石系荧光粉、掺铈的铽铝石榴石系荧光粉、稀土离子激活的硅酸盐体系荧光粉、二价铕激活的氮(氧)化物荧光粉等；红色荧光粉的材料可为t03:Eu3+、Y2O3SiEu3+以及稀土离子激活的钨酸盐、钼酸盐、镓酸盐、硅酸盐、铝酸盐、钒酸盐、硼酸盐等；绿色荧光粉的材料可为 CAS Ce，Tb、ZnS Cu，Al，Au、Y2SiO5 Ce，Tb、MgAl11O19 Ce，Tb、LaPO4 Ce，Tb 等；蓝色荧光粉的材料可为 BaMg2Al16O27 Eu2+、BaMg Al10O17 Eu2+、ZnS Ag、CAS Ce、BaAl8O13 Eu2+ 等。上述LED平面光源通过采用LED发光体发出的光线激发导光装置表面涂敷荧光粉或内部分散设有的荧光粉发光的模式，替代了原来点光源发光的模式，提高了光源的均勻性，具有良好的视觉适应性，同时LED发光体设置于散热基板的内侧壁，LED发光体发出的光线通过导光装置时激发荧光粉发光，复合光线通过第一出光面和第二出光面同时出射， 减少了光的损耗，提高了光源的出光率。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种LED平面光源，其特征在于，包括散热基板、导光装置、LED发光体、荧光粉，所述散热基板为中空的块状，在所述散热基板的中空部分设有外壁形状与所述散热基板的内侧壁适配的导光装置，所述LED发光体设置在所述散热基板的内侧壁，所述荧光粉涂敷在所述导光装置表面或分散在所述导光装置内部。
2.如权利要求1所述的LED平面光源，其特征在于，还包括呈中空板状的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部与所述第二支撑部由所述散热基板的两端向中心方向径向延伸形成，所述导光装置置于所述第一支撑部和第二支撑部之间。
3.如权利要求1所述的LED平面光源，其特征在于，所述散热基板的外壁轴向设有向外径向延伸的鳍片组。
4.如权利要求1、2或3所述的LED平面光源，所述散热基板的材料为热的良导体。
5.如权利要求1所述的LED平面光源，其特征在于，所述导光装置侧面涂敷光的反射膜，并径向开设与LED发光体的大小相适应的灯槽以容置LED发光体。
6.如权利要求1所述的LED平面光源，其特征在于，所述LED发光体发出的光的波长小于所述荧光粉发出的光的波长。
7.如权利要求6所述的LED平面光源，其特征在于，所述LED发光体发出的光的波长在 490nm以下。
8.如权利要求7所述的LED平面光源，其特征在于，所述LED发光体为蓝光发光体或紫光发光体。
9.如权利要求1所述的LED平面光源，其特征在于，所述荧光粉发出的光与LED发光体发出的光能复合成白光。
10.如权利要求9所述的LED平面光源，其特征在于，所述荧光粉可以是单种荧光粉，也可以是两种或两种以上单种荧光粉的混合物。
全文摘要
一种LED平面光源，包括散热基板、导光装置、LED发光体、荧光粉，所述散热基板为中空的块状，在所述散热基板的中空部分设有外壁形状与所述散热基板的内侧壁适配的导光装置，所述LED发光体设置在所述散热基板的内侧壁，所述荧光粉被涂敷所述导光装置表面或分散在所述导光装置内部。采用LED发光体发出的光线激发导光装置表面涂敷的荧光粉或内部分散设有的荧光粉发光的模式，替代了原来点光源发光的模式，提高了光源的均匀性，具有良好的视觉适应性，同时LED发光体设置于散热基板的内侧壁，LED发光体发出的光线通过导光装置时激发荧光粉发光，复合光线通过第一出光面和第二出光面同时出射，减少了光的损耗，提高了光源的出光率。
文档编号F21V29/00GK102313156SQ20101021833
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者周明杰, 陈贵堂, 马文波 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司